氧化鋅避雷器在電力電子設(shè)備過電壓維護方面扮演了至關(guān)重要的角色。過電壓維護過程中伴隨著電能與熱能的轉(zhuǎn)化，若散熱不當導(dǎo)致過高的溫升常常引起其性能明顯下降甚至失效。因此，氧化鋅避雷器在操作條件下的溫度預(yù)測具有重要意義。

本文提出了一種規(guī)范沖擊波形下MOV的損耗和一維熱-電建模辦法，并進行了試驗驗證該建模辦法結(jié)果的有效性。

1 氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)

如下圖，盤式氧化鋅避雷器有一個環(huán)氧樹脂外殼，氧化鋅盤厚度2.9mm，直徑14mm。其數(shù)據(jù)手冊顯現(xiàn)額定工作溫度范圍-40-85℃。

氧化鋅避雷器（MOV）的溫升怎么快速預(yù)測？

2 氧化鋅的熱物性參數(shù)

溫度預(yù)測時氧化鋅（ZnO）材料導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容數(shù)據(jù)必不可少，下圖分別是氧化鋅材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容，以及本文所研究的氧化鋅圓盤結(jié)構(gòu)的熱阻和熱容。

3 沖擊電流的波形

根據(jù)IEC60060標準，沖擊電流波形如上圖左所示。10%-100%峰值時間Ts為8us，峰值100%-50%下降時間（Tr-Ts）為12us。本文研究5個上述標準波形重復(fù)施加于避雷器的工況，間隔時間為8s。5個發(fā)熱脈沖波形如上右圖所示。

4 Foster熱網(wǎng)絡(luò)模型

測試MOV冷卻曲線，通過擬合觀測的溫度曲線，獲取MOV的Foster熱阻網(wǎng)絡(luò)。

5 計算流程計算流程

如下圖所示，將上述參數(shù)（ZnO物性參數(shù)、電流波形、電壓波形、熱阻網(wǎng)絡(luò)）輸入MATLAB Simulink工具中。

6 結(jié)果與試驗驗證

MOV預(yù)測溫升曲線如下圖左。試驗驗證與仿真預(yù)測對比結(jié)果如下圖右，二者十分吻合。